Для повышения маневренности и проходимости арктических танкеров–газовозов использованы универсальные движители, так называемые активные рули, получившие название Azipod® (Azimuthing Electric Propulsion Drive). Первая судовая система Azipod® была введена в эксплуатацию в 1990 году.
Сама капсула соединена с корпусом шарнирным механизмом, позволяющим разворачивать её вокруг вертикальной оси на 3600, что улучшает маневренность судна.
Гребной винт фиксированного шага установлен непосредственно на валу электродвигателя, это позволяет исключить потери энергии, возникающие при её передаче с вала на винт.
Рисунок 1. Azipod®
В то время как механические движители имеют сложную трансмиссию с зубчатыми колёсами и валами, движитель Azipod® имеет только электрические кабели между источником электрического питания и электродвигателем, т. е. максимальный крутящий момент электрического двигателя может быть полностью использован без механических ограничений, в том числе при низких значениях частоты вращения гребного винта и даже при его остановке.
Кроме того, электрическая движительная система допускает перегрузку по крутящему моменту.
Корпус Azipod® с рамной конструкцией из нержавеющей стали выдерживает высокие ударные нагрузки во льдах. Жёсткий валопровод снижает риск резонанса во время дробления льда. На движителях Azipod® всегда устанавливаются винты фиксированного шага.
Основными преимуществами установки Azipod® являются:
* безопасность и надёжность;
* высокая производительность в тяжёлых ледовых условиях благодаря избыточному (180 %) крутящему моменту электродвигателя при нулевой скорости. Это позволяет не прекращать вращение винтов даже при их врезании в гряду мощных торосов льда, способствуя уверенному продвижению судна в самых тяжёлых ледовых условиях кормой вперёд;
* эффективный контроль ледовой обстановки — возможность движения во льдах носом или кормой вперёд;
* плавное изменение скорости и обеспечение контроля крутящего момента;
* гребной винт из нержавеющей стали имеет небольшой диаметр при сохранении всех гидродинамических характеристик;
* минимальный вред окружающей среде вследствие низкого расхода топлива и уровня вредных выбросов;
* низкие шумность и вибрация.
Проблема многих современных крупногабаритных судов в том, что часто канал, пробиваемый для них ледоколом, слишком узок. В настоящее время для решения этой проблемы используют два ледокола.
Предлагаемое инновационное решение состоит в том, что ледокол, который может прокладывать канал бортом, пробивает канал с шириной, необходимой для прохода судна, габариты которого превышают габариты ледокола (рисунок 2).
Основными недостатками комплекса Azipod® являются высокая стоимость установки и трудность ремонта в рейсе.
Рисунок 2. Использование азиподов для увеличения ширины ледового канала
Сама капсула Azipod® расположена так, что даже при развороте наружу винты не выступают за пределы корпуса судна (рисунок 3).
Суда с подобными системами имеют возможность быстрого разворота на любой угол вокруг своего центра тяжести при нулевом тактическом диаметре циркуляции и выдвиге.
Управление судами с ВРК типа Azipod® возможно как в автоматическом, так и в ручном режиме с использованием управления оборотами гребного винта.
Рисунок 3. Форма кормы и расположение комплекса Azipod®
Винторулевой комплекс Azipod® имеет три режима работы:
= Maneuvering Mode — маневренный режим с контролем мощности. Общая мощность комплекса, работающего в таком режиме, не более 50 % от максимальной. Нет ограничения углов поворота Azipod®.
= Sea Mode — морской высокоскоростной режим. Имеются ограничения по перекладке руля до 350.
= Ice Mode/Ice Breaking Mode — ледокольный режим. Он используется во льдах при скоростях судна не более 12 узлов.
На практике необходимость переключать режим Sea Mode на Ice Breaking Mode возникает при толщине льда 30—50 см, когда пояляется сопротивление льда движению судна.
Движение судна во льдах кормой вперёд наиболее эффективно при проходе через торосы. Гребные винты дробят подводную часть тороса на куски льда и разгоняют их, вытесняя собственной струей (рисунок 4).
Рисунок 4. Движение судна с комплексом Azipod® во льдах традиционным способом и кормой вперёд
Критерием выбора способа работы судна «кормой вперёд» является состояние ледовой поверхности. Этот способ эффективен и обычно применяется в сложных ледовых условиях при наличии сплошного и достаточно тяжёлого льда без разводий, разрывов и трещин.
В любом случае, при передвижении судна, оснащённого комплексом Azipod®, кормой вперёд, следует делать это с осторожностью, рассчитывая силу удара лопасти винта об лёд и сопоставляя её с прочностью самой лопасти.
(Сливаев, Б.Г. Подготовка судна к плаванию во льдах: учебное пособие, Мор. гос. ун–т)
